Малък хидрогенератор

[paparosko]

Представям ви една интересна статия за генериране на електричество от течаща вода, посредством малка водна турбина:

"ВЕЦ за домашна употреба"

"Японци направиха малък хидрогенератор, генериращ ток от реки и потоци.

Японската технологична компания Ibasei представи нова идея за производството на електричество от енергията на водата посредством мини турбина. Въпросният генератор трябва просто да бъде поставен в по-бърз поток или река, за да започне генерира малки количества електричество, а добитият ток може да се използва за директно захранване или като зарядна станция.

Наречено Cappa, устройството на външен вид напомня на самолетен двигател и е направено така, че да може да се инсталира на всяко удобно място в рамките на минути. Това удобство отразява първоначалната идея на проекта, че не е нужно всички хидроелектрически системи да бъдат огромни или да са разположени на оптималните места по реките.
Вместо това хидрогенераторът трябва просто да бъдат поставен на места, на които реката се стеснява и скоростта на водата се повишава. Така при скорост на водния поток от два метра в секунда турбината генерира електричество в мощност 250 вата. При Инсталиране на пет Cappa устройства на едно място мощността се повишава до 1 киловат.

Генераторът може да намери редица практически приложения, обясняват говорителите на Ibasei – от захранване на открити паркове до бекъп системи в случаи на наводнение. Устройството може да се използва и като алтернатива на дизеловите генератори, които домакинствата използват, когато електричеството спре. Една Cappa система не може да захрани цяло домакинство с енергия, но може поне да осигури достатъчно ток за осветлението. Ако остане постоянно към мрежата, тя може да намали сметките за електричество на домакинството, живеещо в близост до река или поток.

Очаква се първите модели от новия хидрогенатор да бъдат пуснати в Япония през следващата година, като цената им ще бъде колкото на компактен автомобил."

Ето оригинала: http://www.klassa.bg/news/Read/article/219011_%D0%92%D0%95%D0%A6+%D0%B7%D0%B0+%D0%B4%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%BD%D0%B0+%D1%83%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%B0#.UM2Lg9At3-E.facebook

Предполагам, че мини турбината е проточна от типа "Каплан" - за относително малки падове и големи дебити.

Ще се радвам, ако някой публикува информация, отнасяща се за мини водни турбини (малки хидрогенератори).

 

[oneman]

Вчера прочетох тази статия тук http://www.greentech.bg/?p=35576.
Порових малко из нета и намерих цената - 12 000$ за 250W или 48$/W. 
Фотоволтаиците в момента са около 1$/W. Имаш по 2W за всеки час от денонощието. 
Не виждам какво от тази турбина струва толкова пари - един кожух за ускоряване на водата, при това лошо проектиран, една перка и някакъв постояннотоков ел.двигател от 250W. Направо приказка  . А, ще ти трябва и инвертор 12/220V.
Според мен идеята и е да бъде директно потопена в течението без никакви падове.
Ако имаше пад, перките и щяха да изглеждат доста по-различно.
Ето ти една проста идея http://hydro-electric-barrel.com/html/news.html. Може да импровизираш с бидон и малко фантазия. Работи с кпд като на водно колело, но не изисква никакви съоръжения по реката.
Ако имаш приличен пад и добро водно количество - най-простото и евтино решение е центробежна помпа включена като турбина с трифазен асинхронен двигател.
На двигателя качваш 3 броя кондензатори според мощността и си готов за автономно захранване. 

[paparosko]

Наистина излиза, че цената за киловат е доста висока в случай, че някой би решил да си закупи въпросната турбина.
Това в никакъв случай не означава, че не е оправдано конструирането и изработването на подобна мини турбина като опитен образец за мощност от порядъка на 2 ... 5 kW.
Както пишеш тя трябва да бъде потопена във водата, защото е проточен тип.
А що се отнася до пада, ами за да се движи (протича) водата винаги е необходимо да съществува някакъв (макар и минимален) пад на налягане, т.е. в случая някаква денивелация - разлика в нивата на водата, създаваща наклон по протежение на водното корито.
Затова при проточните турбини тип "Каплан", потопени във водния поток, падът на налягането е минимален, така че за задвижването на лопатките от основно значение е динамичната характеристика на водния поток.
 

[oneman]

paparosko,
това се турбини, които използват единствено скоростта на течението на реката. Не им трябва никакъв пад.
Наричат се хидрокинетични турбини.  Най-простият пример е долнобойно водно колело - потапя се долния край
на колелото в реката (канала) и от нейното течение колелото се върти.
Ето ти един по-съвременен пример за кинетична турбина с дифузьор за ускоряване на водното течение. http://tidalenergy.net.au/index-subpage-2.html

Формулките са прости: E_кин = 0.5*Q*V² т.е. кинетичната енергия е равна на половината от количеството (Q) по скоростта (V) на КВАДРАТ!!!
Този КВАДРАТ е примамлив за енергетиката. За това се правят дифузьори на кинетичните турбини, за да се увеличи скоростта на потока през турбината.
Накратко, ако увеличиш двойно скоростта на водата при еднакви количества, енергията расте четворно 
Формулката за пада изглежда така: Е_пот = Q*H*g или потенциалната енергия на водата е равна на количеството по височината (пада) по земното ускорение (9.81)
Тук НЯМА КВАДРАТ!!! - и горната хитринка не работи.
Проблема на съвременната хидроенергетика е, че инженерите са забравили или въобще никой не им го е казвал, че втората формула е изведена от първата, като е заместена скоростта (V) по формулата V = sqrt(2*g*H).
Заради тази заблуда, реките, на които не може да се осигури пад не се считат за полезни от хидроенергийна гледна точка.
В същото време никой не се стреми да направи "пад" на вятъра, а просто си слагат перки и си изработват енергия. 
И защо така, след като енергийната плътност на водата е 800 пъти по-голяма от тази на вятъра?!
Ами защото реките в средното и долното си течение са със скорост около и малко над 1м/с, а при тази скорост КВАДРАТА няма значение.
Е, значи инженерите са прави да игнорират този възможен ресурс.
Да, прави са. Защото те не знаят как могат да увеличат скоростта на водата достатъчно за да може да се задейства КВАДРАТА.
Всъщност знаят - правят "пад" или увеличават дебита или нищо не правят.
Другото, което знаят е използването на дифузьори, но там има ограничение в усилването, защото заедно с увеличаването, рязко се увеличава и хидравличното съпротивление.
И ако увеличат скоростта от 1 м/с на 3 м/с, определено ще постигнат някакъв ефект, но това е предела.
Ами ако може да увеличим скоростта от 1-2 м/с на 10 м/с ? 
Даа! Сметката си я бива Ек = 0.5*1м³*(2м/с)² = 2 кW  и сега изненадата Ек = 0.5*1м³*(10м/с)² = 50 кW  ( COP = 2500 %  не е зле за малко работа от един багер еднократно)
Е, как става това???
Ами питайте Шаубергер

[valex]

http://www.tonchev.org/novavec.html
http://www.youtube.com/results?search_query=Jet+drag+tonchev&aq=f

[Радико]

Тези безумни цени според мене са формирани единствено с цел да бъдат недостъпни устройствата  по ред разбираеми причини 
Не съм направил все още такова устройство единствено поради огромното неудобство, че липсва подходяща река около дома ми. Предполагам, че това е сериозен проблем не само за мен. Иначе понеже през лятото се подвизаваме по язовири с един скутер, забелязах, че перката му преодолява съпротивлението на редуктора и се върти със сравнително сериозна скорост в моменти, когато го бутахме напред в плиткото на ръка. Даже някой от приятелите беше обявил награда каса бира за този, който успее да го запали на бутане.
Отливането на такава перка от алуминий не е повече от 5-6 лв. на килограм  САМО РЕКА ПРЕКАРАЙТЕ ПОКЙРАЙ НАС други грижи няма. Ако някой живее до река, не знам какво чака.

[paparosko]

paparosko,
Формулките са прости: E_кин = 0.5*Q*V² т.е. кинетичната енергия е равна на половината от количеството (Q) по скоростта (V) на КВАДРАТ!!!
Този КВАДРАТ е примамлив за енергетиката. За това се правят дифузьори на кинетичните турбини, за да се увеличи скоростта на потока през турбината.
Накратко, ако увеличиш двойно скоростта на водата при еднакви количества, енергията расте четворно 
Формулката за пада изглежда така: Е_пот = Q*H*g или потенциалната енергия на водата е равна на количеството по височината (пада) по земното ускорение (9.81)
Тук НЯМА КВАДРАТ!!! - и горната хитринка не работи.
Проблема на съвременната хидроенергетика е, че инженерите са забравили или въобще никой не им го е казвал, че втората формула е изведена от първата, като е заместена скоростта (V) по формулата V = sqrt(2*g*H).
Заради тази заблуда, реките, на които не може да се осигури пад не се считат за полезни от хидроенергийна гледна точка.

oneman,
Това, което пишеш е точно така.
В случая с проточните турбини падът се явява един вид скрита картинка, т.е. влияе косвено или както пишеш той участва в изчисляването на потенциалната енергия.
Но не е само това. От друга страна без пад на водата, т.е. без потенциална разлика между съседни точки от флуида не би имало и протичане. Или винаги дебитът Q е функция на пада на налягането (разлика в наляганията). В случая дебитът на потока или реката е функция на разликата в нивата на водата в различните части от трасето.
В едно езеро (с еднакво ниво на водата във всички точки) водата може ли да тече?

Както и да е. Като пуснах темата нямах предвид това, за което пишем в момента.
Предлагам да вървим напред.

От линка, който даваш става ясно, че к.п.д. на проточните турбини се повишава явно, когато водният поток, минаващ през лопатките не е свободен, а се оформи по определен начин. Предполагам, че за целта може да се намери литература.

 

[oneman]

paparosko,
и аз предполагам, че има литература по въпроса. 

Я по-добре кажи какво целиш да постигнеш с тази тема.
Ако ще правиш нещо конкретно - опиши го за да те посъветваме каквото можем.
Ако просто искаш да обмениш мнения на тема кинетични турбини и т.н. ще трябва да почакаш да минат празниците, че сега
са ме юрнали в работата да свършим всичко преди края на света. 

Давам ти един новогодишен подарък - книжка за гирляндните ВЕЦ да си я четеш по празниците. 

[paparosko]

oneman,

Интересни са ми водните ВЕИ поради няколко причини:
Най-напред водата според мен е може би най-интересното, странно и бих казал благодатно вещество в природата (нямам предвид формулата H2O).
Който практически се занимава с водата (при изграждане и експлоатация на водни ВЕИ) е "потопен" в природата.
Конвенционалните водни турбини обикновено са доста скъпи, но мисля, че няма да се изискват големи инвестиции и неимоверен труд за да се конструират и изработят някои опростени и евтини "водни колела" за генериране на малки енергийни мощности от порядъка на 5...10 kW за задоволяване нуждите на отделни домакинства.

Лошото е като цяло, че в България водните ресурси са доста ограничени, а в личен план много малко хора живеят близо до подходящи за целта водни източници.

Благодаря за готовността да ме посъветваш с каквото можеш при необходимост!
Що се отнася до края на света - за едни ще дойде скоро, за други - по-късно, а за някои - никога. 

Новогодишният ти подарък нещо не може да се отвори - файлът mrb0460.djvu поне за мен е със странно разширение. 
Може би книжката за гирляндите ВЕЦ ще бъде интересна.
Все пак благодаря!

Успешна работа!

[Радико]

Разширението на файла изобщо не е странно. "Djvu" формата е подобен на "PDF" но с отворен код. програма за четене от тук:http://windjview.sourceforge.net/

[paparosko]

Благодаря Радико!
С програмата за четене WinDjView отворих книжката за гирляндните ВЕЦ.

 

[paparosko]

Давам ти един новогодишен подарък - книжка за гирляндните ВЕЦ да си я четеш по празниците. 

Много интересна книжка, описваща 2 типа конструкции на мини водни турбинни колела за мини ВЕЦ с възможност за паралелно свързване (гирлянден тип) за увеличаване на мощността.
Благодаря още веднъж за подаръка!

От книжката се разбира, че гирляндните мини ВЕЦ не са подходящи за плитки и с неравно дъно водни източници като високопланински потоци и рекички, което в момента ме интересува. Имам предвид водни източници с малки дебити, но с възможност за големи падове - хващане на водата от известна височина.
Мисля, че при тези условия за реализиране на мини ВЕЦ най-добре ще бъде да се използва конструкция на мини турбина тип Пелтон.
Доколкото съм запознат при Пелтона е проблемно изработването на чашките и дюзите, а има проблем също и с осигуряването за недопускане на безконтролното развъртане на турбината при празен ход (оставане без товар).

Имам въпрос, някой знае ли изработват ли се у нас турбини тип Пелтон за мини ВЕЦ с мощност от порядъка на 3...10 kW?

http://www.youtube.com/watch?v=0uU1RtqdzVw

 

[oneman]

Ако имаш възможност за голям пад може да пробваш с tugro турбина.
Тя работи на по-малък пад от Пелтън и е по-проста за изработка.
Тук продават 'лъжички' , цели ротори и дюзи. Останалото може да си го сглобиш сам.
http://h-hydro.com/
Има и файл със сметки някъде из сайта според нужната мощност
Има и лопатки за Пелтон.

[paparosko]

Все още нямам необходимите възможности - нещата са хипотетични.
Подготвям идеи за бъдещи практически проекти.

Сайта, който предлагаш за turgo турбините според мен е много интересен.
Оня ден като гледах някои видеоматериали за практическо действие на турбини се чудех какви са тези турбинни колела с единични изрязани от едната страна лъжички, а то били turgo турбинни колела.

Като гледам, разликата между turgo и Пелтон и точно в посоката на подвеждане на струята към турбинното колело, а от там и съответно използването на единични лъжички при едните и двойни лъжички при другите.

При Пелтона струята е насочена строго тангенциално към турбинното колело по средния диаметър на лъжичките като струята и турбинният диск лежат в една равнина.
А при turgo-то струята е насочена пак тангенциално към турбинното колело, но посоката и сключва известен малък остър ъгъл с равнината на въртене на колелото.

Може би целта на подвеждането на струята под ъгъл при turgo-то е с цел да се премине на турбина с единични лъжички.
Ще прегледам нещата по-подробно.

Благодаря за сайта!

 

П.П. Мисля, че е по-правилно лъжичките (буквален превод от английски) да се наричат лопатки. Просто не си спомням как ги наричаха едно време в техническата литература.
Но това не е най-важно.

[oneman]

paparosko,
използвам 'лъжички', защото буквално може да вземеш лъжички за чай или супени и да си направиш такава турбина.
Разбира се няма да е с оптимален кпд, но става.